一种对工程测量传感信号进行采样的系统及使用方法与流程

本发明涉及安全检测技术领域，具体涉及一种对工程测量传感信号进行采样的系统及使用方法。

背景技术：

工程检测贯穿整个工程的生命周期，从前期勘查、设计、施工、运营过程中都伴随着工程检测。其中，无损检测是工程检测中重要的组成部分。无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。

其中，采用冲击弹性波是重要的无损检测方法之一。在利用冲击弹性波进行无损检测的过程中，需要通过传感器捕捉到物体的振动状态，将物体的振动状态转换成电信号，然后利用模数转换设备将传感器输出的电信号转换成计算机能识别的数字信号，最后利用计算机来进行处理。在这个过程中，模数转换是最重要的一环。然而，原有检测设备都需要有专门的模数转换设备将传感器输出的电信号转换成数字信号，然后输出到电脑，通过相应的软件进行处理。模数转换设备由于其电路精密，因此成本较高，且开发难度较大。在某些对采样频率要求不是特别高的场合(比如基桩完整性检测、连续压实控制中振动轮的振动信号的检测)，使用专门的数模转换设备会使得开发难度增大、设备体积较大且造价较高。

技术实现要素：

为解决上述背景技术的模数转换设备成本高和携带不方便的问题，本发明提供一种对工程测量传感信号进行采样的系统及使用方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种对工程测量传感信号进行采样的系统，包括传感器、移动终端；

所述传感器为电压传感器；

所述移动终端具有音频输入接口、内置声卡、录波模块；

所述加速度传感器的模拟量信号的传输导线导接于所述移动终端的外置音频输入接口；

音频输入接口接入传输导线传导的模拟量信号给内置声卡；

内置声卡的滤波模块将模拟量信号进行滤波，内置声卡将滤波后的模拟量信号转为数字量信号；

录波模块用于对数字量信号进行记录和存储。

进一步的，所述加速度传感器为电压输出型的加速度传感器或电荷输出型的加速度传感器。

进一步的，所述移动终端为包括手机、笔记本电脑的电子设备。

进一步的，所述移动终端为手机时，电压传感器的传输导线导接于手机的麦克风插口；所述移动终端为笔记本电脑时，电压传感器的传输导线导接于笔记本电脑的麦克风插口。

进一步的，所述内置声卡的最低采样率大于等于44.1khz,采样精度大于等于16bit。

进一步的，该系统应用于对基桩完整性测试、连续压实控制中振动轮的振动信号及锚杆支护的检测中。

在上述的一种对工程测量传感信号进行采样的系统中，实现工程信号的采集只需传感器、移动终端，移动终端中的声卡就可将模拟信号转换为数字信号，移动终端只需采用带有内置声卡的电子设备，包括手机或笔记本电脑。现有技术中，实现工程信号的采集需要传感器、一个专用的模数转换设备、计算机，使用数模转换设备将模拟信号转换为数字信号，但设备体积大，携带不方便。

一种对工程测量传感信号进行采样的系统的使用方法，包括以下步骤：

s1、将用于测试的传感器固定在被检测物体上，传感器输出模拟量信号；

s2、加速度传感器的模拟量信号的传输导线导接于所述移动终端的外置音频输入接口；

s3、启动移动终端的声频录制系统，内置声卡的滤波模块对模拟量信号进行滤波，内置声卡将滤波后的模拟量信号转换成数字量信号；

s4、录波模块接收数字量信号并存储。

其中：所述的内置声卡的滤波模块有助于提高土木工程检测信号的品质，从而提高检测的精准度。

进一步的，所述移动终端为手机时，点击手机上的录音机，点击手机上的带有录音功能的软件，再点击录音按钮进行录制并保存到存储器上；所述移动终端为笔记本电脑时，点击笔记本电脑上的带有录音功能的软件，再点击录音按钮进行录制并保存到存储器上。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明具有携带方便的优点，由于移动终端的声卡经过多年发展，其稳定性较好，且对电流噪声的抑制较好，测试得到的信号，其信噪比更高，得到的测试结果更加准确；相较于专用的模数转换设备，采用本发明可降低检测设备的硬件成本；由于移动设备的声卡较为成熟，采用本发明可降低检测设备的开发成本；由于移动终端的普及率较高，采用本发明可提高检测设备的普及率；由于移动设备的通信功能较为成熟且稳定，采用本发明测试出来的数据更加容易实现数据传输及数据通信。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明的采样流程示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明实施例1的信号图。

图4为本发明实施例4对锚杆检测的结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行阐述，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至图3所示：本发明的一种对工程测量传感信号进行采样的系统，包括传感器、移动终端；

所述传感器为加速度传感器；

所述移动终端具有音频输入接口、内置声卡、录波模块；

所述电压传感器的模拟量信号的传输导线导接于所述移动终端的外置音频输入接口；

音频输入接口接入传输导线传导的模拟量信号给内置声卡；

内置声卡的滤波模块将模拟量信号进行滤波，内置声卡将滤波后的模拟量信号转为数字量信号；

录波模块用于对数字量信号进行记录和存储。

本实施例中，所述加速度传感器为电压输出型的加速度传感器或电荷输出型的加速度传感器。

本实施例中，所述移动终端为包括手机、笔记本电脑的电子设备。

本实施例中，所述移动终端为手机时，电压传感器的传输导线导接于手机的麦克风插口；所述移动终端为笔记本电脑时，电压传感器的传输导线导接于笔记本电脑的麦克风插口。

本实施例中，所述内置双通道声卡的最低采样率大于等于44.1khz,采样精度大于等于16bit。

该系统应用于对基桩完整性测试、连续压实控制中振动轮的振动信号及锚杆支护的检测中。

本发明的一种对工程测量传感信号进行采样的系统的使用方法，包括以下步骤：

s1、将用于测试的传感器固定在被检测物体上，加速度传感器输出模拟量信号；

s2、加速度传感器的模拟量信号的传输导线导接于所述移动终端的外置音频输入接口；

s3、启动移动终端的声频录制系统，内置声卡的滤波模块对模拟量信号进行滤波，内置声卡将滤波后的模拟量信号转换成数字量信号；

s4、录波模块接收数字量信号并存储。

本实施例中，所述移动终端为手机时，点击手机上的录音机，点击手机上的带有录音功能的软件，再点击录音按钮进行录制并保存到存储器上；所述移动终端为笔记本电脑时，点击笔记本电脑上的带有录音功能的软件，再点击录音按钮进行录制并保存到存储器上。

实施例2

如图1所示，本实施例是对激光单点测试基桩(尼龙材质)完整性测试(低应变)，基桩实际长度1米，在距离端部0.6米处设置缩颈缺陷采样的方法。包括以下步骤：

步骤一、将传感器安装在基桩端面；

步骤二、将传感器与电脑的麦克风口连接；

步骤三、打开电脑，使用冲击装置(空气枪或者冲击锤)在基桩模型端面激振，使其震动方向平行于长度方向，声卡将模拟量信号转换为数字量信号，以特定的采样率对数字量信号进行采样；

步骤四、电脑的录音软件接收数字量信号并存储，数字量信号为一段连续的数据，然后将数据导入解析软件，通过软件对测试波形中反射信号识别，波速取尼龙的反射波速度1.6km/s,算出基桩模型的长度为1.0米，缺陷(缩颈)距离端部0.6米。

实施例3

本实施例是对在碾压压实控制中振动轮信号采样的方法，包括以下步骤：

步骤一：将传感器安装在振动轮桁架上；

步骤二：将传感器与手机的耳机口连接；

步骤三：打开手机，开启压路机的振动模式，手机的声卡将模拟量信号转换为数字量信号。

步骤四：录音程序接收数字量信号并存储；对数字量信号采用fft分析方法进行分析，得到频谱，通过分析频谱，可以计算出压路机碾压过的段落的压实情况。

实施例4

如图4所示，本实施例是对锚杆支护中的锚杆进行检测的方法，锚杆支护是交通工程中隧道、边坡上广泛使用的结构。其中对于工程质量影响最大的就是锚杆的长度，由于各方面的原因，经常出现锚杆长度不够的情况。而锚杆一般情况下是一段埋设在土里面的，因此其长度无法直接测量。目前常采用冲击弹性波的手段对锚杆进行检测，本发明便可以利用到此领域。

如图4所示，设计制造了一个锚杆模型，其真实长度为2.69米，采用冲击弹性波测试得到的长度为2.70米，误差仅1cm(0.3％)。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。